摘要：伴随经济发展，电能消耗不断增加，如果沿用传统火力发电形式，则将增加不可再生资源的消耗，同时产生严重污染，所以风力能源以其清洁无污染的优势逐渐发展起来。大规模风电并网给电力系统调度造成一定问题，加上风能本身存在不稳定性和不连贯性，所以在风力发电中机组占绝大多数，这也增加了电网运行的压力。基于此，本文从风能发电局限性出发，阐述风电场输出功率预测，探究大规模风电并网条件下对电力系统调度产生的影响，以期为电力系统调度提供参考依据。
关键词：风电并网；电力系统调度；局限性；影响
现阶段，在电力应用上，绿色环保型发电能源占据重要地位，这也促进了风力发电的发展。风力发电一方面可以使不可再生资源的消耗得到降低，另一方面可以避免产生大量污染，使环境质量得到提升，但风能本身也有一定不足之处，所以在风力发电中大量应用了机组，要想实现大规模的风电并网，则需要合理地规划和设计，尽量保证电力系统调度的顺利进行，使电力系统稳定、安全运行。
一、风能发电局限性
风能属于新型能源，不仅是绿色环保能源，还具备巨大的发展潜力，但其本身也存在一定不足，所以与水利能源相比，其可操作性不足，且集中性较差，所以说稳定性是风能的主要不足之处，所以在大规模的风电并网中，其不足和缺陷将影响主干电网运行。风能发电局限性主要体现在以下几个方面：第一，不稳定性。风能的主要局限性在于不稳定，这是因其本质属性所影响的，主要体现在随机性、不可控性以及间歇性，风速和风向直接决定着发电机输出电力。第二，不可储存性。风能的局限性也体现在不可储存方面，所以对于单独运行的独立发电机组，需要配备对应储存电能设备，使发电机组能够稳定、持续运行。第三，电厂位置偏远。由于我国东北、华北以及西北地区具有丰富的风能资源，因此风电场多分布在这些地区，同时发电场所处位置通常较为偏远。
二、风电场输出功率预测
预测风电功率不仅对电力系统功率平稳有重要作用，同时也对经济调度有重要影响。对于风电功率预测可以在运行时间级下以预测时间尺度为依据进行分类，主要分为短期预测和超短期预测两类；以预测对象为依据进行分类可分为风速预测以及输出功率预测，其中风速预测是在对风速进行预测之后再以风速-功率转化曲线为依据计算出功率输出；以预测系统输入数据为依据进行分类，主要分为应用数值天气预报数据的预测、不应用数值天预报数据的预测；以数字模型为依据进行分类，可分为时间序列预测、持续预测、智能预测等。预测输出功率除需要选择合适的预测方法之外，还需要充分考虑其他影响因素，主要包括气温、湿度、风速、气压以及风向等。在预测与现在时刻距离较近的时段功率时，需要通过数据的实时测量进行，可以改善预测结果，但会使与现在时刻距离较远的时段功率预测精度降低。另外还组合运用多种预测方式，使预测精度得到提升。
三、大规模风电并网条件下对电力系统调度产生的影响
（一）电力系统稳定运行受到影响
在大规模风电并网过程中，因未发电厂运转提供支持的电能为无输出功率电能，可以使电网主干网络电压稳定性降低，因此在大规模风电并网之前应先对风电场所的波动值和额度峰值进行调整，对主网中风电输入功率比例进行管理和控制，为并网后主网稳定运行提供保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
现阶段，电压波动可以对风力发电输出质量产生影响，电压闪动也可以影响风力发电输出质量，出现此类现象的主要原因在于风能本身的不足和缺陷，加上发电机组运行局限性影响，使得风力发电机组呈现出波动性输出状态，尽管多数风电机组均以软着陆形式进行并网，但在启动机组的初始阶段，可以在短时间内产生超出正常值5-6倍的额定电流，给主网运行带来冲击，如果局部电网的容量较小，局部主网则会在冲击影响下出现电压骤跌现象，使局部主网电压稳定性受到影响。即便机组运行处于正常状态，其输出电能稳定与否仍然受风速以及风向等自然因素影响，而不受人为因素影响，所以电压输出稳定与否将成为主网电压运行是否稳定的主要因素，同时发电机组电压则会出现闪动和波动，使与风电机组相连接的公共连接点发生短路概率增加。另外，在风力发电机组所处位置的环境风速超出其所能负荷的最大输入风速，该机组的正常运行状态将会停止，若机组均在同一时间段停止，则使局部供电网络正常运行受到影响。同时，在大规模风力并网中应注意谐波问题，谐波产生原因有两种，一种是在主网中输入恒速发电机组，启动电子装置而导致；另一种是在主网中输入变速机组时瞬间启动装置而导致。就变速机组而言，在向电网中接入期间是利用逆变装置和整流装置而实现的，如果未能合理地控制电子装置切换频率范围，则会使连接发电机组的电网主线路以及补充电容的电抗出现谐振反应，进而出现非常严重的谐波反应。
（二）电力系统发电调度和计划受到影响
在传统常规供电计划中，只有电源和电压均处于稳定状态，可以对其承载性进行预测，实现发电机组的常规运行和常规化输出，但对电力系统而言，风力发电场的大规模并入，风力电厂不稳定的输出供电则会对其产生不良影响，在此种不稳定状态下制定和落实供电计划将受到影响，所以若在主干电网中并入风电场，这一调度计划实行过程中需要预测出未来24小时的供电曲线，并在日供电计划中估算出发电机组计划之外的异常停运以及承载量的范围预期等，并在调度中心开始调度之前30分钟将风电场在线计划校正以及预测报告提供给电厂和供电企业。
（三）电力系统备用容量受到影响
对于风电机组来说，其备用系统容量直接受到功率影响，若风电功率波动性符合总输出电网负荷，则可以达到输电波动节峰值的自动调节作用，反之电网输出过程中峰值调节问题将变得严峻，因此在风能电厂逐渐向供电网络进行并入之后，可以利用使负荷波动得到平衡的输入功率与总电网可用调峰容量相抵以改善风电并网中存在的问题。
四、结束语
风能属于新型能源，同时也是环保型能源，不仅具有潜在价值，同时具备发展潜力，风力发电与其他发电技术相竞争，并逐渐取代传统能源，这就需要大规模的风电并网，但在这一过程中对风电提出了更高要求，针对风力发电的不稳定性、不可储存性，加上电厂位置偏远，需要对其这一系列局限性进行有效完善，尽量消除或降低其局限性对电力系统运行产生的不良影响。笔者对大会么风电并网中对电力系统产生的影响进行阐述和分析，并提出了相应解决措施，以期通过论述为风电并网实践研究提供支持，促进我国电网发展，取得良好社会效益和环境效益。
参考文献
[1]雷宇,陈红,王林等.大规模风电并网下的电力系统调度决策研究[J].电工电气,2014(12).
[2]索江镭,胡志坚,刘宇凯等.大规模风电并网后的电力系统广域增益调度控制器设计[J].中国电机工程学报,2014(22).
[3]李丽,侯鹏.大规模风电并网条件下的电力系统调度探析[J].硅谷,2014(06).
[4]王坤,李林川,孙倩等.含大规模风电的电力系统优化调度模型[J].中国电力,2014(03).
[5]李海波,鲁宗相,乔颖等.大规模风电并网的电力系统运行灵活性评估[J].电网技术,2015(06).
论文作者:张永胜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第10期
论文发表时间:2017/8/1
标签：风电论文; 机组论文; 电力系统论文; 风能论文; 电网论文; 风速论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第10期论文;